CN218406756U - 一种单层空间网壳钢结构双曲线冷却塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单层空间网壳钢结构双曲线冷却塔，其包括斜向杆件，环向杆件，所述冷却塔的外侧面呈双曲抛物面状，以双曲面抛物面中两个方向的直母线来设置冷却塔的两个方向斜向杆件，所述斜向杆件之间的交点为冷却塔结构的分层点，所述环向杆件连接每层的分层点，所述斜向杆件和环向杆件共同构成三角形网格的单层双曲抛物面的网壳结构。本实用新型提供的单层空间网壳钢结构双曲线冷却塔相较现有钢结构冷却塔方案，具有节点构造简单、安装方便、用钢量低、结构安全冗余度高、热力性能优异等多方面特点，适合于任何高度和直径的钢结构冷却塔。

Description

一种单层空间网壳钢结构双曲线冷却塔

技术领域

本实用新型属于大型冷却塔设计技术领域，具体涉及一种新型单层空间网壳钢结构双曲线冷却塔。

背景技术

传统的冷却塔均采用钢筋混凝土薄壳双曲线型冷却塔。这一结构形式研究成果丰富，目前已经建成了高度达228米的超大塔。基于混凝土塔的施工费用较高，施工时间受限，抗震性能较差，在过去的10多年中，钢结构的冷却塔在国内外得到了较大规模的发展，产生了不同形式的钢结构冷却塔。

目前市场上存在直锥型的钢结构塔。60-65米处采用圆锥形断面，其上采用圆柱形断面。主要受力构件为格构式杆件，格构柱构成大型三角构架吊装，檩条和蒙皮固定在三角构架上。此塔型安装便捷，但热工性能差于双曲线冷却塔。

现有双曲线双层网壳钢结构塔，都是采用双层的桁架单元拟合双曲线的外形。为了保证桁架杆件的稳定性加设若干的嵌补杆件形成双层空间网壳结构。其热工性能和用钢量优于直锥型塔，但由于杆件众多导致现场的焊接工作量很大，施工周期较长。

再者，虽然钢结构双曲线冷却塔热工性能优异，但施工难度大，节点控制复杂。

实用新型内容

针对现有双曲线双层网壳钢结构塔所存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种单层空间网壳钢结构双曲线冷却塔，其节点构造简单，安装方便可有效克服现有技术所存在的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供的单层空间网壳钢结构双曲线冷却塔，包括斜向杆件，环向杆件，所述冷却塔的外侧面呈双曲抛物面状，以双曲面抛物面中两个方向的直母线来设置冷却塔的两个方向斜向杆件，所述斜向杆件之间的交点为冷却塔结构的分层点，所述环向杆件连接每层的分层点，所述斜向杆件和环向杆件共同构成三角形网格的单层双曲抛物面的网壳结构。

进一步的，所述三角形网格上固定有塔体蒙皮及檩条。

进一步的，所述环向构件和斜向杆件之间采用分离式连接节点。

进一步的，所述冷却塔在高度方向上设置多道水平加劲桁架。

进一步的，所述冷却塔在下部基于底层展宽平台形成三弦加劲桁架。

本实用新型提供的单层空间网壳钢结构双曲线冷却塔相较现有钢结构冷却塔方案，具有节点构造简单、安装方便、用钢量低、结构安全冗余度高、热力性能优异等多方面特点，适合于任何高度和直径的钢结构冷却塔。

本实用新型提供的单层空间网壳钢结构双曲线冷却塔形可以有效克服现有钢结构双曲线塔的缺点，通过采用单层网壳体系优化节点，减少用钢量，减少现场焊接，缩短施工周期，提高施工质量。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为本实用新型提供的单层空间网壳钢结构双曲线冷却塔三维示例图；

图2为本实用新型中斜向杆件和环向杆件及其分离式连接节点三维示例图；

图3为本实用新型中环向杆件上设置施工安装平台的三维示例图；

图4为本实用新型中水平加劲桁架和展宽平台作为三弦加劲桁架三维示例图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

鉴于对现有冷却塔结构、设计和使用现状进行分析，本实例提出一种基于单层网壳结构体系的双曲线型钢结构冷却塔，该冷却塔相对于现有钢结构冷却塔方案，整体构成简单，经济，美观，热工性能出众。

参见图1，其所示为本实例给出的单层空间网壳钢结构双曲线冷却塔三维示例。

由图可知，本单层空间网壳钢结构双曲线冷却塔100在构成上主要包括若干斜向杆件110与若干环向杆件120。

本冷却塔100的外侧面呈双曲抛物面状，通过参数化分析和结构分析后，创新的提取双曲抛物面的两个方向的直母线，并以此来设置冷却塔的两个方向的斜向杆件110，同时斜向杆件110之间的交点构成冷却塔结构的分层点。

同时，若干的环向构件120分别对应的连接每层的分层点，即每个环向构件120对应在每层连接斜向杆件110在每层的交点(如图2所示)。

这样连接每层的分层点的环向构120件与斜向杆件110之间共同构成三角形网格的单层双曲抛物面的网壳结构。

进一步的，可将相应的塔体蒙皮及檩条固定在三角构架上。

在本实例的一些实施方式中，针对斜向杆件和环向杆杆之间存在较为明显的拉压不同号的情况，如斜向杆件受拉，环向杆件环向构件受压，或反号的情况，优选在环向杆件120和斜向杆件110之间采用分离式节点，由此来有效地分离斜杆和环向杆件的拉压内力，有效降低节点域的应力，实现优化节点受力提高节点的冗余度，提高节点区域的结构安全度，减少节点的用钢量。

具体的，参见图2，在本实例的一些实施方式中，环向杆件110和斜向杆件120之间通过连接短杆150和连接板160进行连接，由此实现在环向杆件120和斜向杆件110之间形成分离式节点。

参见图3，在本实例的一些实施方式中，基于分离式设计的环向杆件120，能够进一步在其上搭设施工安装平台170，为钢结构的施工安装提供安全的作业面。

本实例中对于施工安装平台170的具体构成方案不加以限定，具体可根据实际需求而定。

参见图4，在本实例的一些实施方式中，本实例进一步在在冷却塔高度方向根据整体稳定分析设置多道水平加劲桁架130，通过多层水平加劲桁架的方式对单层网壳进行加劲。

本实例中对于水平加劲桁架130的具体构成方案不加以限定，具体可根据实际需求而定。

参见图4，在本实例的一些实施方式中，本实例进一步将展宽平台纳入整体结构受力体系，在塔体的下部形成一道三弦加劲桁架150。充分利用展宽平台结构，形成三弦空间桁架有效地加劲了展宽平台附近的单层网壳。

本实例中对于三弦加劲桁架150的具体构成方案不加以限定，具体可根据实际需求而定。

由于单层网壳钢结构双曲线形冷却塔重量极轻，地震作用很小，冷却塔的主要破坏形式是风荷载下整体或局部杆件的失稳破坏，所以本实例中的水平加劲桁架和展宽平台的三弦加劲桁架对于单层网壳钢结构双曲线形冷却塔的受力很重要。

在本实例的一些实施方式中，针对斜向杆件基于提取双曲抛物面的直母线进行构造的，所以其沿冷却塔通高为直线没有任何的折点的情况，优选采用圆管作为斜向杆件的截面，最大程度上简化连接。

同时，圆管截面可以根据冷却塔的连接节点和几何形状进行分段，两段斜向杆件相交可以采用直接的相贯焊接形式。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.单层空间网壳钢结构双曲线冷却塔，其特征在于，包括斜向杆件，环向杆件，所述冷却塔的外侧面呈双曲抛物面状，以双曲面抛物面中两个方向的直母线来设置冷却塔的两个方向斜向杆件，所述斜向杆件之间的交点为冷却塔结构的分层点，所述环向杆件连接每层的分层点，所述斜向杆件和环向杆件共同构成三角形网格的单层双曲抛物面的网壳结构。

2.根据权利要求1所述的单层空间网壳钢结构双曲线冷却塔，其特征在于，所述三角形网格上固定有塔体蒙皮及檩条。

3.根据权利要求1所述的单层空间网壳钢结构双曲线冷却塔，其特征在于，所述环向构件和斜向杆件之间采用分离式连接节点。

4.根据权利要求1所述的单层空间网壳钢结构双曲线冷却塔，其特征在于，所述冷却塔在高度方向上设置多道水平加劲桁架。

5.根据权利要求1所述的单层空间网壳钢结构双曲线冷却塔，其特征在于，所述冷却塔在下部基于底层展宽平台形成三弦加劲桁架。

Images